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DE4409422C2 - Aircraft display device - Google Patents

Aircraft display device

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Publication number
DE4409422C2
DE4409422C2 DE19944409422 DE4409422A DE4409422C2 DE 4409422 C2 DE4409422 C2 DE 4409422C2 DE 19944409422 DE19944409422 DE 19944409422 DE 4409422 A DE4409422 A DE 4409422A DE 4409422 C2 DE4409422 C2 DE 4409422C2
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DE
Germany
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display
values
display device
bar
parts
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DE19944409422
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German (de)
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DE4409422A1 (en
Inventor
Dieter Dipl Ing Eberle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EBERLE, DIETER, DIPL.-ING., 82054 SAUERLACH, DE
Original Assignee
Daimler Benz Aerospace AG
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Publication date
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Publication of DE4409422C2 publication Critical patent/DE4409422C2/en
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values
    • G01D7/02—Indicating value of two or more variables simultaneously
    • G01D7/08—Indicating value of two or more variables simultaneously using a common indicating element for two or more variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von unterschiedlichen, miteinander in Beziehung stehenden Betriebswerten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a display device with two display parts for the display of different, related operational values according to the preamble of claim 1.

Ein solches Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von zwei Betriebswerten ist durch die DE 37 18 439 A1 bekannt. Es handelt sich dabei um die Anzeige einer Fahrzeuggeschwindigkeit in einem kreisförmigen Seg­ ment als Leuchtanzeige und um die Anzeige einer Drehzahl innerhalb eines kreisausschnittsförmigen elektronischen Zeigers. Für bestimmte Aufgaben bei der Flugführung ist es wünschenswert, mehr als zwei miteinander in Beziehung stehende Anzeigen gleichzeitig zur Verfügung zu haben.Such a display device with two display parts for the display of two Operating values are known from DE 37 18 439 A1. These are to display a vehicle speed in a circular segment ment as a light indicator and to show a speed within a circular electronic pointer. For certain tasks at The flight guidance is desirable to have more than two related to each other to have available ads at the same time.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Anzeigegerät der eingangs genann­ ten Art zu schaffen, das es gestattet, mehr als zwei miteinander in Beziehung stehende Anzeigen von Betriebswerten in einem Gerät zu verwirklichen.It is therefore the object of the invention to provide a display device of the type mentioned at the beginning ten kind that allows more than two to relate to each other to realize standing displays of operating values in one device.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.This object is characterized by the features in claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims Chen marked.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zwei in gerader Richtung hintereinander angeordnete Anzeigeteile mit je einer spannungsab­ hängigen Balkenanzeige und Punktanzeige versehen sind, daß also das Anzei­ gegerät vier Betriebswerte für das Flugzeug anzeigen kann. Besonders vorteil­ haft ist die Anzeige von vier Betriebswerten, die miteinander in Beziehung ste­ hen, für den Kurvenflug, der durch die Drehrate ω und den Kurvenradius R bestimmbar ist. Zu diesen beiden Augenblicks-Werten, die als Balkenanzei­ gen angezeigt werden können, kommen als Punktanzeigen - ausgeführt z. B. durch Pfeile - die Werte ωmax und Rmin hinzu, die die möglichen Maxi­ mal-(ωmax) und Minimal-(Rmin)Werte des gegenwärtigen Flugzustandes (d. h. der Höhe H und der Machzahl Ma) darstellen. Diese vier Werte konnten bisher noch nicht eindeutig im Zusammenhang angezeigt werden, obwohl sie für eine Vielzahl von Flugbewegungen wichtig sind. Z.B. kann im Luftkampf der Pilot beim Vorliegen dieser Werte sein offensives wie sein defensives Manöverpo­ tential am besten erkennen und einsetzen. Die bisher üblichen Anzeigen z. B. des Lastvielfachen NZ geben dem Piloten nur einen indirekten Hinweis auf die tatsächlichen geometrischen Parameter Drehrate und Radius. Weiterhin lassen sich alle Flugphasen mit teilweise geometrischen Aufgabenstellungen, wie z. B. Warteschleifen, vorgeschriebene Anflugmuster von Flughäfen, Abfangkurven, Kunstflugfiguren, Ausweichmanöver usw. vor allem bei schlechten Sichtver­ hältnissen mit der Anzeige der vier Kurvenwerte sicherer und genauer ausfüh­ ren. Auch automatische Flugphasen, die geometrische Elemente enthalten, las­ sen sich auf die Richtigkeit und Sinnfälligkeit ihrer Ausführung überprüfen. Die beiden Anzeigeteile lassen sich selbstverständlich wie üblich mit Ziffernskalen für den Wert der jeweiligen Balken- und Punktanzeige versehen. Da die Werte für ω und R miteinander in Beziehung stehen, kann ein geübter Pilot alleine an den Balken- und Punktanzeigen sein Flugverhalten einrichten und es kann auf eine Ziffernskala verzichtet werden. Der besseren Übersichtlichkeit halber können der erste Anzeigeteil weiß und die Balkenanzeige sowie der Pfeil schwarz sein und der zweite Anzeigeteil schwarz und die Balkenanzeige sowie der Pfeil weiß sein. Die angezeigten Werte ω, ωmax, R und Rmin werden in einem Rechner aus durch Sensoren ermittelten Flugdaten berechnet und dann jeder Wert in Digital/Analog-Wandlern in Spannungen umgeformt und in die Anzeigeteile eingegeben.The main advantage of the invention is that two display parts arranged one behind the other in a straight direction are each provided with a voltage-dependent bar display and dot display, so that the display device can display four operating values for the aircraft. The display of four operating values, which are related to one another, is particularly advantageous for cornering, which can be determined by the rotation rate ω and the curve radius R. For these two instantaneous values, which can be displayed as bar graphs, come as point displays - executed z. B. by arrows - the values ω max and R min , which represent the possible maximum (ω max ) and minimum (R min ) values of the current flight state (ie the altitude H and the Mach number Ma). These four values have not yet been clearly shown in context, although they are important for a large number of flight movements. For example, in air combat, the pilot can best recognize and use his offensive and defensive maneuvering potential when these values are available. The usual ads z. B. the load multiple N Z only give the pilot an indirect indication of the actual geometric parameters of the rotation rate and radius. Furthermore, all flight phases with partially geometric tasks, such as B. holding patterns, prescribed approach patterns from airports, intercept curves, aerobatic figures, evasive maneuvers etc., especially in poor visibility conditions, with the display of the four curve values more reliably and more accurately. Automatic flight phases that contain geometric elements can also be correct and correct Check the relevance of their execution. The two display parts can of course, as usual, be provided with numerical scales for the value of the respective bar and point display. Since the values for ω and R are related, a practiced pilot can set up his flight behavior on the bar and point displays alone and there is no need for a numerical scale. For the sake of clarity, the first display part can be white and the bar display and the arrow can be black and the second display part can be black and the bar display and the arrow can be white. The displayed values ω, ω max , R and R min are calculated in a computer from flight data determined by sensors and then each value is converted into voltages in digital / analog converters and entered into the display parts.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei­ gen:The invention is explained below with reference to the drawing. It shows gene:

Fig. 1 ein zweiteiliges Anzeigegerät mit je einer Balken- und Pfeilanzeige und eine Vorrichtung zur Ansteuerung der Anzeigen; Figure 1 is a two-part display device, each with a bar and arrow display and a device for controlling the displays.

Fig. 2 fünf Beispiele für Anzeigen von Drehraten ω und Radien R auf dem Anzeigegerät der Fig. 1; FIG. 2 shows five examples for displaying rotation rates ω and radii R on the display device of FIG. 1;

Fig. 3 eine Tabelle, in der die Ausgangswerte und die Anzeigewerte für die fünf Beispiele nach Fig. 2 wiedergegeben sind. Fig. 3 is a table in which are shown the output values and the readings for the five examples of FIG. 2.

In Fig. 1 ist ein Anzeigegerät 10 mit zwei in gerader Richtung hintereinander angeordneten Anzeigeteilen 10a und 10b dargestellt. Es sind in jedem Anzeige­ teil 10a und 10b je eine analoge Balkenanzeige 11a und 11b sowie eine analo­ ge Pfeilanzeige 12a und 12b vorhanden. Der erste Anzeigeteil 10a ist mit einer Ziffernskala 13a für Drehraten ω in Grad/sek und der zweite Anzeigeteil 10b ist mit einer Ziffernskala 13b für Kurvenradius R in km versehen. Die erste Balkenanzeige 11a zeigt den momentanen Istwert einer Drehrate ω und die erste Pfeilanzeige 12a den überhaupt möglichen Maximalwert einer Drehrate ωmax beim momentanen Flugzustand an. Entsprechend zeigt die zweite Bal­ kenanzeige 11b den momentanen Istwert eines Kurvenradius R und die zweite Pfeilanzeige den beim gegenwärtigen Flugzustand überhaupt möglichen Mini­ malwert eines Kurvenradius Rmin an.In Fig. 1, a display device 10 is provided with two series-arranged in a straight direction display parts 10 a and 10 b illustrated. There are in each display part 10 a and 10 b an analog bar display 11 a and 11 b and an analog ge arrow display 12 a and 12 b available. The first display part 10 a is provided with a number scale 13 a for rotation rates ω in degrees / sec and the second display part 10 b is provided with a number scale 13 b for curve radius R in km. The first bar display 11 a shows the current actual value of a rotation rate ω and the first arrow display 12 a shows the maximum possible value of a rotation rate ω max in the current flight condition. Correspondingly, the second bar display 11 b shows the current actual value of a curve radius R and the second arrow display shows the minimum value of a curve radius R min that is possible at all in the current flight condition.

Die vier Anzeigewerte ω, ωmax R und Rmin werden als digitale Werte in ei­ nem Rechner 14 berechnet. Für exakte Berechnungen der Werte ω und R müs­ sen die nachfolgend aufgeführten Rechnungsgrößen in den Rechner eingegeben bzw. im Rechner errechnet werden:The four display values ω, ω max R and R min are calculated as digital values in a computer 14 . For exact calculations of the values ω and R, the following calculation values have to be entered into the computer or calculated in the computer:

Flugzeuglagewinkel ϕ, δ, ψ;
flugzeugfeste Beschleunigungen Nx, Ny, Nz;
Bahnneigungswinkel γ, Bahn-Azimuth ;
Fluggeschwindigkeit V;
Inertialgeschwindigkeiten von der Trägheitsplattform Vx, Vy, Vz;
Tabelle der maximalen Drehraten ωmax als Funktion von Geschwindig­ keit V und Höhe H;
Die Masse des Flugzeugs (dieser Wert ist für jedes Flugzeug unterschied­ lich und wird vorher in den Rechner eingegeben).Aircraft attitude angle ϕ, δ, ψ;
aircraft-accelerations N x , N y , N z ;
Orbit angle γ, orbit azimuth;
Airspeed V;
Inertial speeds from the inertial platform V x , V y , V z ;
Table of the maximum rotation rates ω max as a function of speed V and height H;
The mass of the aircraft (this value is different for each aircraft and is entered in the computer beforehand).

Die exakte Berechnung der Drehrate ω in Grad/sek kann auf dreierlei Art er­ folgen:The exact calculation of the rotation rate ω in degrees / sec can be done in three ways consequences:

Die Berechnung der Radien R und Rmin in km erfolgt:The radii R and R min are calculated in km:

Die im Rechner 14 errechneten Digitalwerte für ω, ωmax, R und Rmin werden für die richtige Ansteuerung der analogen Balkenanzeigen 11a, 11b und Pfeil­ anzeigen 12a, 12b in vier Digital/Analog-Wandlern 15, 16, 17, 18 in die erfor­ derlichen Spannungen umgeformt. Dabei soll die maximale Ausgangsspannung der Wandler 15 bis 18 genau der maximalen Eingangsspannung im Anzeigege­ rät 10 und rechnerseitig den Werten der oberen Werte der Skalen 13a, 13b entsprechen (z. B. R = 10 km und ω = 30 Grad/sek). Eine Angabe der Einhei­ ten auf den Skalen ist nicht unbedingt erforderlich, da diese dem Piloten nach erfolgter Einweisung geläufig sind. Die Anordnung der Verdrahtung, die Span­ nungsversorgung, Kühlung und Erdung der Geräte ist in üblicher Weise gemäß dem Stand der Technik vorzunehmen. Zur besseren Unterscheidung können der Anzeigeteil 10a weiß, die Balkenanzeige 11a und der Pfeil 12a schwarz, sowie der Anzeigeteil 10b schwarz, die Balkenanzeige 11b und der Pfeil 12b weiß ausgeführt sein.The digital values for ω, ω max , R and R min calculated in the computer 14 are used for the correct control of the analog bar displays 11 a, 11 b and arrow 12 a, 12 b in four digital / analog converters 15 , 16 , 17 , 18 transformed into the necessary tensions. The maximum output voltage of the converters 15 to 18 should correspond exactly to the maximum input voltage in the display device 10 and on the computer side correspond to the values of the upper values of the scales 13 a, 13 b (e.g. R = 10 km and ω = 30 degrees / sec) . It is not absolutely necessary to indicate the units on the scales, as these are familiar to the pilot after instruction. The arrangement of the wiring, the voltage supply, cooling and grounding of the devices is to be carried out in the usual way according to the prior art. For better distinction, the display part 10 a can be white, the bar display 11 a and the arrow 12 a black, and the display part 10 b black, the bar display 11 b and the arrow 12 b white.

Die Fig. 2 zeigt für das Anzeigegerät 10 Beispiele a) bis e) von Balkenanzei­ gen 11a, 11b und Pfeilanzeigen 12a, 12b. In der Tabelle der Fig. 3 sind ab­ hängig von angenommenen flugmechanischen Werten die zugehörigen effekti­ ven Werte für die Balkenanzeigen 11a, 11b und Pfeilanzeigen 12a, 12b einge­ tragen. Interessant ist der drastische Unterschied der Anzeigen bei den Fällen b) und e). Bei b) ist der Punkt bester bahnmechanischer Wirksamkeit, die so­ genannte Cornerspeed, vorhanden, bei der bei voller Ausnutzung des maximal möglichen Lastvielfachen 9 des hierbei angenommenen Flugzeugs die Balken beider Anzeigen fast geschlossen sind, siehe die beiden Pfeilanzeigen 12a und 12b. Der Fall e) ist der Horizontalflug bei einem Lastvielfachen von 1, bei dem die Drehrate 11a gleich Null und der Kurvenradius 11b gleich unendlich ist. Die anderen Fälle a), c) und d) zeigen die Vielfalt der Anzeigemöglichkeiten des Anzeigegerätes 10. Nach einiger Übung und Erfahrung kann ein Pilot nur anhand der Beobachtung des Anzeigegerätes 10 mit seiner Dynamik von Bal­ ken- und Pfeilanzeige sein Flugverhalten beim Kurvenflug erkennen und steu­ ern. Fig. 2 shows for the display device 10 examples a) to e) of Balkenanzei gene 11 a, 11 b and arrow displays 12 a, 12 b. In the table in FIG. 3, the associated effective values for the bar graphs 11 a, 11 b and arrow indicators 12 a, 12 b are entered as a function of assumed flight mechanical values. What is interesting is the drastic difference between the advertisements in cases b) and e). At b) there is the point of best railway mechanical effectiveness, the so-called Cornerspeed, at which the bars of both displays are almost closed when the maximum possible load multiple 9 of the aircraft assumed is fully utilized, see the two arrow displays 12 a and 12 b. The case e) is the horizontal flight at a load multiple of 1, in which the rotation rate 11 a is zero and the curve radius 11 b is infinite. The other cases a), c) and d) show the variety of display options of the display device 10 . After some practice and experience, a pilot can recognize and control his flight behavior when cornering only by observing the display device 10 with his dynamics of bar and arrow displays.

Ahnlich wie bei der vorstehend beschriebenen Anzeige von Drehrate ω und Radius R können auch andere miteinander in Beziehung stehende flugmechani­ sche oder sonstige Werte mit Hilfe der Balken- und Pfeilanzeigen mit dem An­ zeigegerät 10 dynamisch dargestellt werden.Similar to the display of rotation rate ω and radius R as described above, other related flight mechanics or other values can also be dynamically displayed with the display device 10 with the aid of the bar and arrow displays.

Claims (8)

1. Anzeigegerät mit zwei Anzeigeteilen für die Anzeige von unterschiedli­ chen, miteinander in Beziehung stehenden Betriebswerten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Anzeige von Flugdaten die beiden Anzeigeteile (10a, 10b) als zwei in senkrechter Richtung sich übereinander anschließende, einem be­ stimmten Flugzustand zugeordnete Balkenanzeigen angeordnet sind, wobei die Anzeigeteile (10a, 10b) je eine spannungsabhängige Balkenanzeige (11a, 11b) und Punktanzeige (12a, 12b) aufweisen, und die Maximalwerte des ersten Anzeigeteils (10a) an die Minimalwerte des zweiten Anzeigeteils (10b) an­ schließen.1. Display device with two display parts for the display of different, related operating values, characterized in that for displaying flight data, the two display parts ( 10 a, 10 b) as two adjoining one another in the vertical direction, one determined Bar displays assigned to flight status are arranged, the display parts ( 10 a, 10 b) each having a voltage-dependent bar display ( 11 a, 11 b) and point display ( 12 a, 12 b), and the maximum values of the first display part ( 10 a) to the Connect the minimum values of the second display section ( 10 b). 2. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Anzeigeteilen (10a, 10b) Betriebswerte für den Kurvenflug angezeigt werden, wobei im ersten Anzeigeteil (10a) Drehraten (ω) und im zweiten Anzeigeteil (10b) Kurvenradien (R) angezeigt werden.2. Display device according to claim 1, characterized in that in the two display parts ( 10 a, 10 b) operating values for cornering are displayed, with rotation rates (ω) in the first display part ( 10 a) and curve radii in the second display part ( 10 b) (R) are displayed. 3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im er­ sten Anzeigeteil (10a) die Balkenanzeige (11a) den momentanen Istwert einer Drehrate (ω) und die Punktanzeige (12a) den möglichen Maximalwert einer Drehrate (ωmax) beim momentanen Flugzustand anzeigen.3. Display device according to claim 2, characterized in that in the most display part ( 10 a) the bar graph ( 11 a) shows the current actual value of a rotation rate (ω) and the point display ( 12 a) the possible maximum value of a rotation rate (ω max ) Show current flight status. 4. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Anzeigeteil (10b) die Balkenanzeige (11b) den momentanen Istwert eines Kurvenradius (R) und die Punktanzeige (12b) den möglichen Minimal­ wert eines Kurvenradius (Rmin) beim momentanen Flugzustand anzeigen. 4. Display device according to claim 2, characterized in that in the second display part ( 10 b), the bar graph ( 11 b) the current actual value of a curve radius (R) and the point display ( 12 b) the possible minimum value of a curve radius (R min ) at Show current flight status. 5. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigeteile (10a, 10b) mit Ziffernskalen (13a, 13b) für den Wert der jeweiligen Balken- und Punktanzeige versehen sind.5. Display device according to claim 1, characterized in that the display parts ( 10 a, 10 b) with numerical scales ( 13 a, 13 b) are provided for the value of the respective bar and dot display. 6. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktanzeigen (12a, 12b) mit einem Pfeil versehen sind.6. Display device according to claim 1, characterized in that the point displays ( 12 a, 12 b) are provided with an arrow. 7. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der er­ ste Anzeigeteil (10a) weiß und die zugehörige Balkenanzeige (11a) und Pfeil­ anzeige (12a) schwarz sind, und der zweite Anzeigeteil (10b) schwarz und die zugehörige Balkenanzeige (11b) und Pfeilanzeige (12b) weiß sind.7. Display device according to claim 1, characterized in that he ste display part ( 10 a) white and the associated bar display ( 11 a) and arrow display ( 12 a) are black, and the second display part ( 10 b) black and the associated Bar display ( 11 b) and arrow display ( 12 b) are white. 8. Anzeigegerät nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die möglichen Maximalwerte einer Drehrate (ωmax) als flug­ zeugspezifische Werte in einen Rechner (14) eingegeben werden, die laufend im Flug ermittelten Werte für die Drehraten (ω), die Kurvenradien (R) und die Minimalwerte der Kurvenradien (Rmin) aus durch Sensoren ermittelten Flugda­ ten in dem Rechner (14) berechnet werden und dann die genannten Werte (ω, ωmax, R, Rmin) in Digital/Analog-Wandlern (15, 16, 17, 18) in Spannungen umgeformt und in die Anzeigeteile (10a, 10b) eingegeben werden.8. Display device according to claims 2 to 4, characterized in that the values for the possible maximum values of a rotation rate (ω max ) are entered as aircraft-specific values in a computer ( 14 ), the values determined in flight for the rotation rates (ω ), the curve radii (R) and the minimum values of the curve radii (R min ) are calculated from flight data determined by sensors in the computer ( 14 ) and then the values mentioned (ω, ω max , R, R min ) in digital / analog -Converters ( 15 , 16 , 17 , 18 ) are converted into voltages and entered into the display parts ( 10 a, 10 b).
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